PBL案例 | 虚拟实验教学应用案例：《闪亮的灯牌》

-央馆虚拟实验教学应用案例展示-

随着中央电化教育馆中小学虚拟实验（以下简称“央馆虚拟实验”）教学试点工作的逐步深入，各实验区涌现出了不少优秀的教学案例。

福州教育学院附属第二小学的黄艳萍老师就将央馆虚拟实验资源应用在项目式学习《闪亮的灯牌》中，让学生在开放式探究中学习了电路连接的基本知识。福州市台江区教师进修学校一级教师林岚、福州教育学院附属第二小学一级教师李林为本堂课提供指导。

教学目标

1、科学知识

（1）知道连接多个小灯泡的方法。

（2）知道增加干电池数量能让小灯泡更亮，但电池的数量需要控制在一定范围。

2、科学探究

能够运用对比观察、归纳概括等方法，分析结果、得出结论，完成科学探究。

3、科学态度

激发学生科学探究的兴趣，培养学生集体协作的精神。

4、科学、技术、社会与环境

初步了解用电知识在日常生活中的运用。知道安全用电常识，形成安全用电意识。

教学重点与难点

1、教学重点

通过科学探究，知道连接多个小灯泡的方法。

2、教学难点

知道增加干电池数量能让小灯泡更亮，但电池的数量需要控制在一定范围。

实验资源

1、央馆虚拟实验资源

使用实验创编系统编辑的3D交互课件《点亮更多的小灯泡》。

2、实物资源

干电池、小灯泡、导线、电池盒、灯座、开关。

教学活动设计与实施

复习导入

（展示3D交互课件帮学生回顾旧知）

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任务一：点亮两个小灯泡

（学生使用实物及3D交互课件探究）

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任务二：点亮多个小灯泡

（学生使用3D交互课件探究）

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任务三：让多个小灯泡变得更亮

（学生使用3D交互课件探究）

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任务四：让多个小灯泡同时闪亮

（学生使用实物及3D交互课件探究）

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布置课外任务：让多个小灯泡交替闪亮

复习旧知

本节课是项目式学习课题《闪亮的灯牌》的第三节课。

课程开始，请学生回忆前两节课所学内容，并打开用央馆虚拟实验创编系统编辑的3D交互课件《点亮更多的小灯泡》（以下简称“3D交互课件”），再次向学生介绍简单电路中的电子元件：电池、开关、小灯泡、导线等。

请一位学生走上讲台操作3D交互课件，用导线将电池、开关和灯泡模拟连接在一起。

提出问题：“学会了连接简单电路，我们就能制作出闪亮的灯牌了吗？”组织学生进行发言讨论，并由此引出本堂课的学习内容——点亮多个小灯泡。

任务一：点亮两个小灯泡

让学生先进行实物实验，尝试点亮两个小灯泡，并提醒学生要注意：（1）导线不能交叉；（2）连接电路时开关要断开。

实验完成后，请学生代表分别上台使用3D交互课件演示连接两个小灯泡，引导其余学生分析每个小组连接方法的不同之处和相同之处。

任务二：点亮多个小灯泡

组织学生打开电脑上的3D交互课件，尝试连接多个小灯泡，并交流观察到的现象。

通过学生的踊跃发言，得出结论：点亮多个小灯泡的方法就是在简单电路中增加灯泡的数量，用导线将它们和电池、开关串在一起。

任务三：让多个小灯泡变得更亮

随着灯泡一个一个地增加，学生发现灯泡变得越来越暗。

提出问题：“如果要制作学校60周年庆的晚会灯牌，肯定需要连接很多小灯泡，可是太暗了怎么行呢！大家想想有什么办法能让电路中的灯泡变得亮一些？”

鼓励学生说出自己的猜想，并得出可以通过增加干电池的数量来增加灯泡亮度的方案。

继续提出问题，让学生思考“电路中的干电池是否可以无限制增加？”组织学生再次打开3D交互课件进行探究，在电路中逐渐增加电池的数量。

在传统实验中，想引导学生进行这样的电路探究比较困难，不仅器材准备繁琐、损耗量大，还有安全隐患。但借助央馆虚拟实验的实验创编系统，可以实现小灯泡、干电池等实验器材的“无限量供应”，让学生自由探究。

随着干电池数量的增加到一定数量，小灯泡两端的电压远超出小灯泡的额定电压时，虚拟实验中的小灯泡被“烧坏”，冒出了一股黑烟。逼真的实验现象演示，让学生们在生动有趣的观察中，学习了电路连接的知识，提升了实验操作的安全意识。

请在座学生分享刚刚观察到的实验现象，并总结出增加干电池数量能让小灯泡更亮，但电池的数量需要控制在一定范围的实验结论。

最后，播放视频向学生呈现600节干电池串在一块儿的震撼场景，通过真实的案例，向学生强调在生活中一定要注意用电安全，避免事故发生。

任务四：让多个小灯泡同时闪亮

提出问题：“生活中有的灯牌发光的时候会一闪一闪的，也就是小灯泡同时亮同时灭，实现同时闪亮的效果，同学们有哪些办法呢？”

请一名学生上台用3D交互课件验证自己的想法：闭合和断开开关。

还有学生想出插拔导线、旋转灯泡等不同的方法能够实现灯泡同时闪亮的效果，引导学生利用桌面上的实物电路进行探究。

布置课外任务：

让多个小灯泡交替闪亮

提出问题：“大家已经想到了不同的方法使小灯泡能同时亮同时灭，有没有办法能让两个灯泡一个亮一个灭，实现交替闪亮的效果呢？”

教师总结：项目式学习是一个不断深入的过程，需要大家解决的问题还有很多。今天课堂时间有限，同学们可以带着这个问题回家继续思考，解决不了的问题请及时和老师沟通，我们下节课再一起来解决。

教学反思

本堂课在项目式学习及实物实验的基础上，使用央馆虚拟实验资源对课程进行了全新编排，做到了虚实结合，虚实互补。

课堂上，黄艳萍老师引导学生从复习旧知开始，逐步深入。在简单电路中，增加多个小灯泡会发生什么呢？不断地增加干电池，又会发生什么呢？干电池可以无限增加吗？让学生带着问题进行开放式探究，从而发现电路中隐藏的科学奥秘。

央馆虚拟实验的应用解决了学生在实验探究中连接多个灯泡、多节干电池可能导致的器材损坏和操作风险，逼真还原了错误操作导致的后果，有效降低了实验成本，增加了学生动手实践的机会，培养了学生安全用电的意识和勇于探索的科学精神。

专家点评

雷晓晖

广州市天河区教师发展中心高级教师

本堂课项目式（问题式）学习的特征非常明显。黄艳萍老师以问题为驱动，从简单到复杂，层次分明，逻辑清晰，很好地激发了学生们的学习兴趣，帮他们完成了思维进阶，体现了科学课堂中学生的自主性和主体性。

央馆虚拟实验资源在本堂课中应用得当，在实验的设计上发挥了比较大的价值。在传统教学中，受限于时间和场地，许多实验只能简单说下思路，没有“真设计”，只有“假动作”。虚拟实验正好给予学生一个自主设计的机会，可以大胆尝试，勇敢试错。

学生完成虚拟实验设计后，再用实物实验来验证，这样的虚实结合的应用方式就非常好。

但这堂课也有需要提高的地方，主要是一些教学环节可以优化，例如可以将学生的虚拟实验设计直接投屏展示，而不是让学生依次上台操作或用语言描述，以节约课堂时间，让课程更紧凑。

张航

福建小学教育公共实训基地管委会主任

本堂课深度融合了央馆虚拟实验资源，整体是比较成功的。在课堂导入部分，黄艳萍老师用3D交互课件帮助学生回顾上节课的学习内容，检测学生的掌握情况，这一点用得特别好，但在虚拟实验的试错功能上还可以有更好的发挥。

转自：陈老师实验室

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原标题：《PBL案例 | 虚拟实验教学应用案例：《闪亮的灯牌》》

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